서 론
커피는 특유의 독특한 향과 조화로운 맛으로 현재 국내 만이 아니라 전 세계적으로 가장 많이 음용되고 있는 음료 중 하나이다. 기본적으로 커피는 신맛, 쓴맛, 단맛 그리고 특유의 향의 조화를 이루고 있어 커피의 소비량과 수입량 이 매해 증가하면서 기존의 커피 문화는 고급 음료 문화였 다면 현재는 일상생활에서 대인관계 차원에서 선택이 아닌 필수 조건의 가교 문화로 형성되어 소비자가 많이 이용하 고 있다(Choi et al., 2012).
매년 국내 커피시장은 급격히 커져 그 규모 또한 많이 성장해지면서 커피에 관한 다양한 지식과 전문적인 정보를 통하여 추출 방법이나 추출 도구가 지속적으로 개발되고 있어 이제는 어디서나 쉽게 제조해서 마실 수 있는 환경으 로 바뀌고 있으며, 최근 소비자들은 생활수준의 향상과 더 불어 건강에 대한 관심이 더욱 증가하면서 커피의 카페인 과 생리활성 물질이 건강에 미치는 영향과 각 원두별 블랜 딩 뿐만 아니라 다른 식재료들과 함께 제조하여 건강에 유 익한 생리활성 물질의 함량을 높인 기능성 블랜딩 커피음 료에 대한 관심이 증가하고 있다(Bae et al., 2020a).
커피에는 다양한 생리활성 물질 중에서 대표적인 카페산 을 비롯하여 플라보노이드, 페룰린산 등이 주로 함유하고 있으며, 트리고넬린, 탄닌산, 니코틴산, 퀸놀린산, 그리고 카페인 등의 페놀성분을 함유하고 있다(Shin et al., 2021).
커피 추출은 기본적으로 좋은 품질의 그린 빈(콩)을 선 택하고 그린 빈 특유의 맛과 향기외에 로스팅시 갈변 화합 물에 의해 커피의 flavor가 생성되며, 그 커피를 제조 도구 에 따라 알맞은 크기로 분쇄한 원두를 뜨거운 물 또는 물 을 가지고 원하는 풍미와 커피가 가지고 있는 다양한 성분 을 용출 하는 것을 말하며, 그에 따른 방법으로는 크게 침 지(우려내기, 달이기, 삼출, 진공여과), 여과(드립 여과, 가 압 추출)로 분류된다(Yoo, 2013).
침지란 추출 용기에 분쇄된 커피 분말을 넣고 뜨거운 물 을 붓거나 찬물을 넣고 가열하여 성분을 용출하는 방식이 며, 여과는 분쇄된 원두 분말이 담긴 종이나 금속으로 된 필터에 물이 한번 통과하여 성분을 용출 하는 방식이다 (Eun et al., 2014). 추출방식에 대해서는 현재에도 다양한 형태와 재질을 이용한 도구로 많이 개발되고 있다.
커피 추출 방식으로 필터를 이용하는 핸드 드립, 고온, 고압의 추출로 신속하게 내리는 에스프레소(Moon, 2013), 우려내기와 가압 추출의 혼합 방식의 프렌치 프레스(Eun et al., 2014), 원형 플라스크 이용하는 사이폰(Yoo, 2013), 직화식 방식의 모카포트(Koh et al., 2020), 물방울을 떨어 뜨려 추출하는 워터 드립(Kim & Kim, 2014;Eun et al, 2014;Yoo, 2013) 등이 이용되고 있다.
사과(Malus pumila var. dulcissima)는 분류학상 장미과에 속하는 다년생 목본식물로서 85%의 물과 12-14%의 탄수 화물, 0.3%의 단백질 그리고 소량의 지질을 함유하고(Kim et al., 2020), 비타민을 포함한 유기산 및 당류와 같은 기 호성 성분 그리고 폴리페놀 화합물과 같은 생리 활성 물질 을 가지며(Hyson, 2011;Kalinowska et al., 2014;Hyun & Jang, 2016), 사과 함유 폴리페놀은 항산화, 항암, 항바이러 스, 항알레르기 등의 효능을 가져 건강 기능성 식품만이 아니라 음료 및 화장품 산업에서도 많이 이용되고 있다 (Hyson, 2011;Shoji, 2006; Park & Chung, 2020; Park et al., 2010;Lee & Kim, 2015;Lee, 2014;Yang & Ryu, 2010;Walsh et al., 2003).
지금까지 기능성 재료 첨가 커피의 선행 연구는 첨가재 료로 인한 품질 특성과 항산화 연구로 오디 추출물(Lim et al., 2015), 작두콩 첨가(Bae et al., 2020b), 한라봉 추출액 (Shin et al., 2021), 대추 추출물(Kim, 2020), 둥글레 첨가 (Kim et al., 2010), 홍삼 커피 혼합추출물(Choi et al., 2012)의 연구가 보고 되었으며 커피의 추출 방법에 달리하 여 기능성을 지닌 재료를 첨가하여 제조한 커피에 대한 연 구는 아직 미흡한 실정이다.
따라서 본 연구에서 다양한 생리가능 및 기능성 물질을 지닌 건조 사과 분말을 첨가하여 espresso, mokapot, water drip, siphon, frenchpress, hand drip의 제조 방법으로 추출 한 커피를 제조하여 pH, 수분, 가용성 고형분, 색도, 갈색 도, 총 폴리페놀, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazly (DPPH), 유 기산, 유리당, 트리고넬린, 클로로겐산, 카페인 함량을 측정 하여 우리 몸에 유익한 건강 음료 개발 및 well-being을 추구하는 소비자들에게 적합한 커피 음료로의 활용성을 높 이고자 연구하였다.
재료 및 방법
본 연구에서 사용된 커피의 그린 빈은(green bean) 2021 년에 수확된 아라비카 품종으로 워시드 방식으로 가공되었 으며 과테말라 안티구아(Antirua), 콜롬비아 후일라(Huila), 그리고 브라질 세라도(Cerrado) 3종류로 블렌딩을 하였으 며, 건조사과분말은 자연푸드팜(dry fruits, Cheong-Ju shi, Chungchung-do)의 제품을 구입하여 사용하였다.
커피의 로스팅 과정은 다음과 같다. 로스팅 머신 Jene cafe (CBR-1200, Gyeonggi-Do, Korea)을 이용하여 170°C 에서 19min간 중․강 배전 사이의 단계에서 원두를 배출 하여 아로마 밸브가 장착된 봉투에 담아 72 h 빛이 들어오 지 않는 서늘한 곳에서 숙성하였다. 시료의 원두는 SCAA (specialty coffee assocication of america, 미국 스페셜티 커 피협회)의 분류법인 Agtron사의 color roast classicfication system을 적용하여 SCAA Color tile #45로, Agtron No. 45-50의 범위에 해당된다. 커피 분쇄는 반자동 그라인더 (Super jolly man, MAZZER LUIGI SPA, Venezia, Italy) 와 자동 그라인더(EKM200, Rommelsbacher, Dinkelsbuhl, Germeny)를 이용하여 분쇄하였다.
커피 시료는 Table 1과 같이 대조군은 핸드드립으로 원 두 분말 16 g으로 정하고 첨가시료군은 원두 분말 12 g, 건 조 사과 분말 4 g씩으로 칭량하여 6가지의 제조 방법에 따 라 추출하였다. Hand drip은 드리퍼(V60, Hario, Tokyo, Japan)을 이용하여, 90±5°C 이상의 온도의 물로 2.25min 동안 추출하였고, espresso는 업소용 에스프레소 머신 (DELUXE 2Gr, Sanremo, Treviso, Italy)를 이용하여 90±5°C 의 물로 9 atm의 압력으로 23 s 동안 추출하였고, siphon은 90±5°C 이상의 물로(TCA-2, Hario, Tokyo, Japan)를 이용 하여 2.5 min 동안 추출하였으며, frenchpress는 (CPS-2GP, Hario, Tokyo, Japan)를 90±5°C 이상의 물을 이용하여 3min 동안 추출하였으며, mokapot는 (MOKA EXPRESS, Bialetti, Omengna, Italy)를 이용하여 90±5°C 이상의 물로 3min 동안 추출하였다. 마지막으로 water drip은 (My Dutch M550, Beanplus, Seoul, Korea)를 이용하여 물 130mL을 넣고 6 h 동안 추출하였다.
pH는 시료 25mL를 pH meter (GmbH; 8603, Mettler- Toledo, Greifnsee, Swizerland)로 사용하여 측정하였다. 수 분은 커피의 시료 2 g을 넣은 후 적외선 수분 측정기(ML- 50, A&D Company, Tokyo, Japan)를 이용하여 3회 반복하 여 측정하였다. 가용성 고형분은 시료 1mL를 굴절계 (refractometer, Atago Co., Tokyo, Japan)를 사용하여 측정 하였다.
갈색도는 커피의 시료를 3차 증류수로 10배 희석하여 420 nm 분광광도계(spectrophotometer, U-2900, Hitachi, Japan)를 이용하여 흡광도를 3회 반복 측정하였다. 색도는 색도계(CR-0, Minolta Co., Osaka, Japan)를 사용하여 L 값(명도, Lightness), a 값(적색도, redness), b 값(황색도, yellowness)을 각 시료 당 3회 반복 측정하였으며 표준 백색판(L = 96.68, a = 0.26, b = 1.89)을 사용하여 측정하 였다.
총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis 방법(Singleton et al., 1999)을 변형하여 측정하였다. 커피 추출 시료 50 μL에 10% Na2CO3 용액(w/v) 100 μL를 첨가한 후 실온에 방치 한 뒤 50% Folin-Ciocalteu’s reagent 50 μL 가한 후 암실 에서 60min 동안 반응시키고 흡광도를 마이크로플레이트 판독기(microplate reader, Epoch, BioTek, USA)를 이용하 여 725 nm에서 측정하였다. 이때 총 폴리페놀 화합물은 표준물질로 gallic acid (Sigma Aldrich Co., MO, USA) 를 이용하여 작성한 표준곡선을 사용하여 커피의 시료에 함유된 총 폴리페놀 화합물 함량을 산출하였다.
DPPH 자유 라디칼 소거 활성능 측정은 각 시료의 DPPH 에 대한 소거 활성 효과로 시료의 환원력을 측정하였다 (Blois, 1958). 커피 추출물 100 μL와 사용 직전에 만든 0.1 mM DPPH용액을 100 μL 넣고 혼합하여 실온 암소에 서 30min 동안 반응시킨 후, 마이크로플레이트 판독기 (microplate reader, Epoch, BioTek, USA)를 사용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 시료의 DPPH 자유 라 디칼 소거 활성능은 시료 첨가구와 무첨가구의 흡광도 차 이를 백분율(%)로 표시하여 전자공여능으로 나타내었다.
유기산 분석은 UV-Detector (ERC, Refracto MAX 520, Tokyo, Japan)를 사용하여 210 nm에서 분석하였다. Column 은 Aminex 87H column (300 × 10 mm, Bio-Rad, USA)을 사용하였으며, column의 온도는 40°C로 하였다. 이동상은 0.01 N H2SO4 (Fluka, USA)를 사용하였고, 유속은 0.5mL/ min으로 하였으며, 시료는 10 μL를 주입하였다.
유리당 분석은 Dionex ultimate 3000 (Thermo Dionex, USA/pump, auto-sampler, oven) HPLC를 사용하였고, Chromeleon Ver. 6 software를 이용하였다. 유리당의 분리 는 Sugar-pak (Waters, 300×6.5mm, USA) column을 사 용하였으며, column의 온도는 70°C로 하였다. 이동상은 water (Waters Co., Milford, MA, USA)를 이용하고, 유속 은 0.5 mL/min으로 하였다. 시료 주입량은 10 μL로 하여 Shodex RI-101 (Shodex, Japan) detector에서 검출하였다.
트리고넬린(trigonelline), 클로로겐산(chlorogenic acid), 카 페인(caffeine)의 함량은 시료 10mL를 취한 다음 비커에 넣고 증류수를 100mL씩 첨가하였다. 이를 각각 20 mL씩 취하여 50mL의 measuring flask에 넣고, 아세트산납을 1 mL 첨가한 후 10min간 방치한 다음, 10% (w/v) Na2CO3 1mL를 첨가하여 혼합하였다. 시료를 1mL씩 취한 다음 0.45 μm membrane filter로 여과하여 HPLC로 분석하였다. 분석 조건으로는 분석기기는 HITACHI (model 655A-11, Hitachi, Ltd., Japan)를 이용하였고, column은 Inertsil ODS-3 (5 μm, 5.0 × 250 mm)를 사용하였다. Column의 온도는 35°C로 하였고, 이동상은 acetonitrile: 10 mM KH2PO4 (10:90, v/v)을 사용하였으며, 유속은 0.9 mL/min로 하였다. 그리고 검출기는 UV-detector (Shimadzu SPD-10 AVP)를 사용하여 280 nm에서 검출하였다.
결과 및 고찰
pH, 수분, 가용성 고형분 측정 결과는 Table 2에 제시하 였다. pH에서는 대조군 5.46±0.01이며 water drip이 5.54± 0.00로 가장 높게 나타났고, moka pot가 5.12±0.03로 가장 낮았다. water drip으로 추출한 커피가 가장 높은 값이 나 타난 이유는 물과 커피의 접촉시간, 분쇄 굵기와 다지기 동작과 추출방법에 의한 유기산 함량의 차이로 이러한 결 과가 나타난 것으로 사료된다(Park, 2017). 추출 시간에 따 른 더치커피 추출액의 페놀 성분과 항산화 효과의 변화의 연구에서 pH가 본 연구와 유사한 결과를 나타내었다 (Hwang et al., 2013).
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수분 함량은 대조군이 99.20±0.00%로 가장 높았고, 대조 군보다 건조 사과 첨가 시료군들이 모두 낮은 값을 보였다. 시료군에서는 hand drip이 98.13±0.21%으로 높았으며, espresso가 91.33±0.17%로 낮았다.
가용성고형분 함량은 대조군이 1.23±0.33°Brix이며, 건조 사과 첨가 시료군 모두 대조군보다 높게 나타났다. 시료군 에서 espresso가 9.17±0.88°Brix로 높았고, hand drip이 1.97±0.33°Brix로 나타났다. 이러한 결과는 Eun et al. (2014)의 커피 추출시 고형분의 함량은 커피품종, 배전정도, 추출방법 등에 따라 다르며 고온과 고압의 에스프레스법으 로 추출한 커피가 핸드드립이나 다른 추출법에 의한 추출 한 커피보다 고형물 함량이 높게 나타났다고 보고한 연구 와 일치하는 경향을 보였다.
색도와 갈색도의 결과는 Table 3에 제시하였다. 색도에서 L 값은 대조군이 9.23±0.15이며, 시료군에서는 mokapot가 16.07±0.06로 가장 높았고, water drip이 9.40±0.00로 가장 낮았다. 추출 방법 달리한 건조 사과 첨가 시료군들이 대 조군보다 모두 높은 값을 보였다. a 값에서는 대조군이 1.17±0.15이며, 시료군에서는 mokapot가 6.07±0.06로 가장 높게 나타났으며, water drip이 —0.10±0.00으로 가장 낮은 것으로 나타났으며 시료간 유의적인 차이가 있었다 (p<0.001). b 값에서는 대조군이 —0.90±0.00로 나타났고, 시료군에서 espresso가 5.80±0.10으로 가장 높았으며, mokapot가 -7.43±0.12으로 가장 낮았다.
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갈색도는 대조군이 0.50±0.18이며 건조 사과 첨가 커 피 시료군 모두 갈색도가 대조군보다 높은 경향을 보였 다. 시료군에서는 espresso가 1.85±0.57로 가장 높았으며, hand drip이 0.56±0.18으로 가장 낮았다. 커피의 갈색물 질은 원두에 함유되어 있는 환원당과 아미노산에 의해 amino carbonyl 반응에 의해 생성되며 갈색물질은 고분 자의 화합물로 항산화 활성과 상관성을 가진다고 보고 되고 있다(So et al., 2014). 본 연구에서 mokapot와 espresso로 추출한 커피의 갈색도가 다른 시료보다 유의 적으로 높은 것으로 나타났으며(p<0.01) 이러한 결과는 두 추출 방법의 커피 추출액이 산화방지 활성이 높을 것 을 생각된다.
총 폴리페놀의 함량은 대조군이 1623.93 mg gallic acid equivalents (GAE)/L이며, 시료군에서는 espresso가 5760.25mg GAE/L로 가장 높았으며 hand drip이 1466.22mg GAE/L로 가장 낮았다(p<0.05) (Fig. 1). 본 연구 결과는 에스프레소 에 의해 조제된 작두콩 첨가 커피가 콜드브루와 드립 방식 에 조제된 시료군보다 총페놀화합물이 높게 나왔다고 보고 한 연구(Bae et al., 2020b) 결과와 일치하는 경항을 보였 으며 이러한 결과는 에스프레소 방식에 의해 조제된 커피 의 경우 다른 추출방식에 비해 스텐레스 필터를 사용하고 강한 압력과 높은 온도를 사용하여 추출효율이 높기 때문 인 것으로 사료된다.
DPPH 자유 라디칼 소거 활성능은 Fig. 2에 제시하였다. 대조군이 26.54%이며, 추출방법 달리한 건조 사과 첨가 시 료군들이 대조군보다 모두 높은 값을 보였다. 시료군에서는 frenchpress가 45.26%으로 가장 높았고, siphon이 28.20%으 로 가장 낮았다(p<0.05). 한라봉 추출액이 첨가된 커피 분말 의 품질 특성 연구(Shin et al., 2021)에서 대조군보다 한라 봉 추출액 첨가군의 DPPH 라디컬 소거능이 컸다는 결과와 오디 추출물 침지 커피의 품질 특성 연구(Lim et al., 2015) 에서 대조군보다 오디 침지 추출물 첨가 커피가 DPPH 라 디컬 소거능이 컸다는 결과와 일치하는 경향을 보였다.
유기산 함량은 Table 4와 같다. 유기산은 시트르산, 말산, 퓨말산, 젖산, 포름산, 아세트산으로 총 6가지의 유기산이 검출되었으며, 대조군에서는 시트르산, 포름산, 아세트산으 로 3가지만 검출되었다. 추출방법을 달리한 건조 사과 첨 가 시료군들이 대조군보다 모두 더 높은 유기산 함량을 나 타냈다.
시트르산에서는 대조군은 422.65±0.03mg/mL이며 espresso 가 2184.11±0.01 mg/mL로 가장 높은 함량을 나타냈고 hand drip이 476.01±0.02 mg/mL로 낮은 함량을 나타냈다. 말산에서는 espresso가 2181.35±0.03 mg/mL로 가장 높았고, hand drip이 497.16±0.02 mg/mL으로 가장 낮았다. 퓨말산 에서는 espresso가 40.42±0.01 mg/mL로 가장 높았으며, hand drip이 10.51±0.00 mg/mL로 가장 낮았으며 시료 간의 범위는 10.51±0.00-40.42±0.01 mg/mL이다(p<0.05).
젖산에서는 espresso가 32.04±0.02 mg/mL로 가장 높았으 며, hand drip이 가장 낮은 함량인 8.58±0.02 mg/mL로 나 타났다. 시료 간의 범위는 8.58-3.04 mg/mL이다(p<0.05). 포름산에서는 대조군이 92.55±0.02 mg/mL이며, 건조 사과 첨가 시료군들이 대조군보다 높은 함량을 보였다. espresso 가 498.31±0.02 mg/mL로 가장 높은 함량으로 나타났고, hand drip이 117.72±0.01 mg/mL로 가장 낮았다. 시료 간의 범위로는 117.72-498.31 mg/mL이며 유기적인 차이가 있었 다(p<0.05).
초산에서는 대조군이 239.37±0.02 mg/mL의 함량을 나타 냈고, 건조 사과 첨가 시료군들이 대조군보다 높은 함량을 보였다. 초산 또한 espresso가 1090.26±0.04 mg/mL로 가장 높은 함량으로 나타났으며, hand drip이 280.88±0.00 mg/ mL로 가장 낮았고, 시료 간 유의적인 차이가 나타났다 (p<0.05). 본 연구결과에서 대조군보다 건조 사과첨가 시료 군들이 유기산 함량이 더 높은 것으로 나온 것은 건조 사 과첨가로 인한 것으로 판단되며 espresso로 제조한 커피가 가장 높은 함량을 나타내었는데 이것은 에스프레소 추출방 식인 높은 압력을 이용하여 고온에서 커피를 추출하였기 때문에 이러한 결과가 나타난 것으로 사료된다(Hwang et al., 2013).
유기산은 커피의 품질을 평가받는데 중요한 특성 중의 하나로 신맛 뿐만아니라 쓴맛에도 영향을 주는 것으로 알 려져 있으며 로스팅시 열분해에 의해 감소하며 유기산의 종류와 총량은 제조 조건에 의해 변화가 있는 것으로 보고 되었고(Kim & K im, 2017) 본 연구 결과에서는 에스프레 소 추출방식이 가장 높은 것으로 나타나 커피 품질 특성을 고려한 음료 제품개발의 기초자료로 활용될 수 있는 것으 로 판단된다.
유리당 함량은 대조군을 제외하고 sucrose, glucose, fructose, sorbitol의 4종이 검출되었으며 그 결과는 Table 5 에 제시하였다.
Sucrose는 espresso가 6235.05±0.03 mg/mL로 가장 높았 으며, water drip이 1196.23±0.02 mg/mL으로 가장 낮았다. glucose에서는 9190.72±0.01 mg/mL로 espresso가 가장 높았 으며 water drip이 1914.92±0.00 mg/mL로 가장 낮았다. 시 료군에서 sucrose와 glucosse의 함량은 espresso > mokapot > frenchpress > siphon > hand drip > water drip 순으로 나타났 다(p<0.05).
Fructose는 espresso가 23082.31±0.01mg/mL로 가장 높았으 며 hand drip이 5350.45±0.02mg/mL로 가장 낮은 함량으로 나타냈다. 시료군의 함량은 espresso >water drip >mokapot > frenchpress > siphon > hand drip > 순으로 나타났다(p<0.05). Sorbitol는 espresso가 1307.06±0.0 mg/mL으로 가장 높았으 며 siphon이 308.93±0.02 mg/mL로 가장 낮았고 espresso > mokapot > water drip > frenchpress > hand drip > siphon 순 으로 나타났다(p<0.05).
본 연구에서 대조군을 제외한 건조 사과첨가 시료군에서 유리당 함량은 건조 사과첨가에 의한 것으로 생각되며 유 리당은 사과의 품종과 재배 환경 그리고 재배 과정에 따라 함량의 차이와 비율이 각각 특이적으로 함유되는 것으로 보고되고 있다(Kim et al., 2006). 유리당은 로스팅된 커피 의 향 형성에 큰 영향을 미치는 것으로 단당류와 이당류는 로스팅이 진행되면서 감소한다(Kim & Kim, 2017). 본 연 구에서 추출 방법에 따른 유리당의 함량에 차이가 있는 것 으로 나타났으며 espresso 군이 가장 높아 가장 효과 있는 추출 방법으로 사료된다.
트리고넬린(trigoneline), 클로로겐산(chlorogenic acid), 카 페인(caffeine)의 함량 결과는 Table 6에 제시하였다. 트리 고넬린은 대조군이 139.64±0.01 mg/mL이며 건조 사과첨가 시료군들이 대조군보다 높은 함량을 나타냈다. 시료군에서 는 espresso가 923.43±0.02 mg/mL으로 가장 높았고 hand drip이 171.85±0.03 mg/mL로 가장 낮았다. 트리고넬린 함 량은 espresso > mokapot > water drip > frenchpress > siphon > hand drip 순으로 나타났다(p<0.05).
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클로로겐산에서는 대조군이 85.84±0.0 mg/mL이며, 건조 사과 첨가 시료군들이 대조군보다 높은 함량을 나타냈다. 시료군에서는 espresso가 796.96±0.02 mg/mL으로 가장 높 았으며, hand drip이 122.67±0.03 mg/mL로 가장 낮았으며 클로로겐산 함량은 espresso >mokapot > water drip > siphon > frenchpress > hand drip 순으로 나타났다(p<0.05). 클로로겐 산은 커피의 주요 phenol 화합물이며 이것은 로스팅 과정 중 화학적으로 분해되어 여러 종류의 phenol 화합 물질로 생성되는데 이러한 phenol 화합 물질은 커피의 향과 맛에 큰 영향을 준다(Kim & Park, 2006).
카페인에서는 대조군이 457.24±0.03 mg/mL의 함량을 나 타냈고 건조 사과 첨가 시료군이 대조군보다 높은 함량을 보였다. 시료군에서는 espresso가 2730.93±0.02 mg/mL으로 가장 높았고 hand drip이 505.17±0.01mg/mL로 가장 낮았으 며, 카페인함량은 espresso >mokapot > water drip > siphon > frenchpress > hand drip 순으로 나타났다(p<0.05).
Eun et al. (2014)의 연구에서 에스프레소 머신으로 추출한 시료 커피의 함량이 가장 높았으며 이는 에스프레소 머신의 고온고압 및 고속의 추출로 인해 카페인 함량이 높게 나왔 다고 보고하였으며 본 연구와 일치하는 경향을 나타냈다.
본 연구에서 트리고넬린, 클로로겐산과 카페인 함량 모 두 espresso 군이 가장 많은 함량을 보인 것은 건조사과 첨 가와 추출방식의 차이에 의한 것으로 사료되며 트리고넬린 은 대조군이 139.64±0.01 mg/mL에서 espresso 군 923.43± 0.02 mg/mL으로 약 6.6배, 클로로겐산은 대조군 85.84±0.0 mg/mL에서 espresso 군 796.96±0.02 mg/mL으로 약 9.4배 나 증가한 함량으로 클로로겐산은 과일과 채소에 존재하는 대표 페놀류이며 커피콩에 존재하는 클로로겐산은 커피의 착색의 원인물질이며 항산화 작용 등 다양한 기능성을 가 지는 것으로 보고되어 기능성 음료 개발의 가능성이 있는 것으로 판단되며 카페인도 대조군 457.24±0.03 mg/mL에서 espresso 군 2730.93±0.02 mg/mL로 약 6배 정도 증가한 함 량으로 카페인은 퓨린 염기의 일종으로 중추신경 자극 및 활성산소에 의해 유도되는 지질과산화를 억제하는 항산화 제로 작용하므로 다른 추출방식의 커피보다 더 높은 산화 방지활성을 가질 것으로 사료된다(Lee et al., 2017).
요약 및 결론
본 연구에서는 고품질 기능성 음료의 제품개발을 하기 위하여 현재 가장 많이 음용되고 있는 커피와 다양한 생리 활성 물질을 가지고 있는 건조 사과 분말을 혼합하여 추출 방법을 달리하여 제조한 커피 음료의 pH, 수분, 가용성 고 형분, 색도, 갈색도, 총 폴리페놀, DPPH, 유기산, 유리당, 트리고넬린, 클로로겐산, 카페인 함량을 측정하였으며 그 결과는 다음과 같다.
pH에서는 water drip이 5.54±0.00로 가장 높게 나타났고, mokapot가 5.12±0.03로 가장 낮았다.
수분 함량은 대조군이 99.20±0.00%로 가장 높은 함량을 나타냈으며, 대조군보다 건조 사과 첨가 시료군들이 모두 낮은 값을 보였다. 시료군에서는 hand drip이 98.13±0.21% 으로 높았으며, espresso가 91.33±0.17%로 낮은 함량을 나 타냈다. 가용성고형분 함량은 대조군이 1.23±0.33°Brix이며, 건조 사과 첨가 시료군 모두 대조군보다 높게 나타났다. 시료군에서 espresso가 9.17±0.88°Brix로 높았으며 hand drip이 1.97±0.33°Brix로 나타났다.
색도에서는 L 값은 대조군이 9.23±0.15이며, 시료군에서 는 mokapot가 16.07±0.06로 가장 높았고, water drip이 9.40±0.00로 가장 낮았다. a 값에서는 대조군이 1.17±0.15 이며, 시료군에서는 mokapot가 6.07±0.06로 가장 높았고, water drip이 —0.10±0.00으로 가장 낮았다. b 값에서는 espresso가 5.80±0.10으로 가장 높았으며, mokapot가 -7.43± 0.12으로 가장 낮았다. 갈색도는 대조군이 0.50±0.18이며 건조사과 첨가 커피 시료군 모두 갈색도가 대조군보다 높 은 경향을 보였다. 시료군에서는 espresso가 1.85±0.57로 가장 높았으며, hand drip이 0.56±0.18으로 가장 낮았다.
총 폴리페놀의 함량은 대조군이 1623.93 mg GAE/L이며, 시료군에서는 espresso가 5760.25± 49.98 mg GAE/L로 가 장 높았으며 hand drip이 1466.22 mg GAE/L로 가장 낮았 다. DPPH 자유 라디칼 소거 활성능은 대조군이 26.54%이며, 추출방법 달리한 건조사과 첨가 시료군들이 대조군보다 모두 높은 값을 보였다. 시료군에서는 frenchpress가 45.26±0.71% 으로 가장 높았고, siphon이 28.20±6.32%으로 가장 낮았다 (p<0.05).
유기산 함량은 추출방법을 달리한 건조사과 첨가 시료군 들이 대조군보다 모두 더 높은 유기산 함량을 나타냈으며 espresso군이 시트르산에서 2184.11±0.01 mg/mL로, 말산에 서 2181.35±0.03 mg/mL로, 퓨말 산에서 40.42±0.01 mg/mL 로, 젖산에서 32.04±0.02 mg/mL, 포름산에서 498.31±0.02 mg/mL로, 초산에서 1090.26±0.04 mg/mL로 가장 높은 함 량을 나타냈다. 유리당 함량 결과로 sucrose와 glucose에서 는 6235.05±0.03 mg/mL, 9190.72±0.01 mg/mL로 espresso가 가장 높았으며 espresso > mokapot > frenchpress > siphon > hand drip > water drip 순으로 나타났다(p<0.05). Fructose 에서는 espresso가 23082.31±0.01 mg/mL로, sorbitol에서는 espresso가 1307.06±0.0 mg/mL으로 가장 높았다(p<0.05).
트리고넬린은 건조 사과첨가 시료군들이 대조군보다 높 은 함량을 나타냈고 espresso가 923.43±0.02 mg/mL으로 가 장 높았고 트리고넬린 함량은 espresso > mokapot > water drip > frenchpress > siphon > hand drip 순으로 나타났다 (p<0.05). 클로로겐산과 카페인에서는 건조 사과 첨가시료군 들이 대조군보다 높은 함량을 나타냈고 espresso가 796.96± 0.02mg/mL, 2730.93±0.02mg/mL으로 가장 높았고 espresso > mokapot > water drip > siphon > frenchpress > hand drip 순 으로 나타났다(p<0.05). 이상의 결과로 본 연구에서는 추출 방법에 따른 건조 사과 첨가 커피에서 espresso가 유리당, 유기산과 항산화성 및 클로로겐산 등의 함량이 매우 높아 커피음료 개발에 적합한 것으로 나타났다. 항후 커피 섭취 시 카페인, 클로로겐산, 트리고넬린 등 다양한 생리활성 물 질의 효과를 높이기 위하여 새로운 추출 방법과 다양한 곡 류 및 과일을 첨가한 커피의 추가 연구가 필요하다 생각한 다. 또한 현대사회의 건강 문제를 조금이나마 해결할 수 있 는 기능성 첨가재료에 대한 지속적 연구가 필요하며 커피의 새로운 기능성 음료 개발로 성장하고 있는 커피 산업의 매 출 증대의 효과와 발전을 기대해 볼 수 있다고 사료 된다.
